每年(nián)，當數以億萬計(jì)的(de)昆蟲飛(fēi)過天空，尋找千裏之外(wài)的(de)繁殖之所，以增加種群生(shēng)存機(jī)會的(de)時(shí)候，也影響了整個(gè)自(zì)然生(shēng)态系統和(hé)農(nóng)業(yè)生(shēng)态系統。規模如此宏大的(de)遷飛(fēi)昆蟲，或為(wèi)暴發性農(nóng)業(yè)害蟲，屢屢區(qū)域性大暴發，小(xiǎo)蟲成大災，造成損失觸目驚心；或為(wèi)媒介昆蟲，造成人(rén)畜疾病或植物(wù)病害的(de)流行和(hé)暴發；或為(wèi)訪花(huā)昆蟲、天敵昆蟲，提供特定的(de)生(shēng)态服務。亞洲東部獨特的(de)大氣地(dì)理(lǐ)環境（東亞季風(fēng)氣候以及相(xiàng)對(duì)平坦的(de)地(dì)形地(dì)貌）非常适合昆蟲遠(yuǎn)距離遷飛(fēi)，該地(dì)區(qū)人(rén)口密度高(gāo)、農(nóng)作(zuò)物(wù)複種指數高(gāo)，給遷飛(fēi)昆蟲提供了豐富的(de)食物(wù)，因此該地(dì)區(qū)的(de)農(nóng)作(zuò)物(wù)也經常遭受遷飛(fēi)害蟲的(de)侵擾。我國(guó)10種一類農(nóng)作(zuò)物(wù)害蟲中有(yǒu)8種具有(yǒu)遷飛(fēi)性，嚴重威脅我國(guó)糧食安全生(shēng)産。但(dàn)是昆蟲個(gè)體(tǐ)小(xiǎo)，遷飛(fēi)又(yòu)發生(shēng)在數百上(shàng)千米的(de)高(gāo)空，導緻其遠(yuǎn)距離空中遷飛(fēi)過程難以直接監測，空中蟲群規模以及昆蟲空中遷飛(fēi)行為(wèi)仍不清楚。
   近(jìn)日(rì)，美(měi)國(guó)科(kē)學院院報（Proceedings of the National Academy of Sciences）在線發表了我院植保所封洪強研究員(yuán)團隊與南京農(nóng)業(yè)大學胡高(gāo)教授團隊的(de)合作(zuò)研究成果《Massive seasonal high-altitude migrations of nocturnal insects above the agricultural plains of East China》。該研究成果揭示了我國(guó)東部地(dì)區(qū)夜間(jiān)遷飛(fēi)昆蟲空中數量規模以及遷飛(fēi)行為(wèi)模式。

    昆蟲雷達是昆蟲空中遷飛(fēi)最有(yǒu)力的(de)監測工(gōng)具，可全天候監測空中昆蟲遷飛(fēi)。本研究基于河南省農業科學院植物(wù)保護研究所的(de)垂直昆蟲雷達2015-2017年(nián)監測數據及空中網捕和(hé)探照(zhào)燈誘蟲數據，成功測算(suàn)了我國(guó)東部地(dì)區(qū)空中遷飛(fēi)昆蟲的(de)數量和(hé)生(shēng)物(wù)量：我國(guó)東部地(dì)區(qū)上(shàng)空每年(nián)夜間(jiān)約9.3萬億昆蟲進行遠(yuǎn)距離遷飛(fēi)，生(shēng)物(wù)量約1. 5萬噸。與胡高(gāo)團隊之前研究所測算(suàn)的(de)英國(guó)南部遷飛(fēi)昆蟲規模相(xiàng)比較，我國(guó)東部夜間(jiān)遷飛(fēi)昆蟲的(de)數量和(hé)生(shēng)物(wù)量分别是英國(guó)單位面積的(de)5.15和(hé)8. 02倍。此外(wài)，研究還(hái)發現(xiàn)我國(guó)遷飛(fēi)昆蟲優勢類群為(wèi)鱗翅目害蟲，其蟲群數量占比達到76.2%。體(tǐ)型較大的(de)昆蟲（體(tǐ)重10mg以上(shàng)）表現(xiàn)出季節性定向行為(wèi)，春季、夏季向北遷飛(fēi)，秋季向南回遷，但(dàn)是向南回遷的(de)生(shēng)物(wù)量僅是春夏季向北遷飛(fēi)的(de)66%，而英國(guó)的(de)南北遷飛(fēi)數量相(xiàng)當。
    封洪強團隊一直緻力于昆蟲雷達技(jì)術的(de)研發、應用和(hé)推廣。該團隊自(zì)主研發了旋轉極化(huà)垂直昆蟲雷達的(de)信号分析軟件(jiàn)，突破了我國(guó)垂直昆蟲雷達技(jì)術的(de)關鍵“卡脖子(zǐ)”問(wèn)題，實現(xiàn)了我國(guó)第一部旋轉極化(huà)垂直昆蟲雷達（0号昆蟲雷達）的(de)成功運行；與無錫立洋科(kē)技(jì)有(yǒu)限公司合作(zuò)，實現(xiàn)了高(gāo)分辨率垂直昆蟲雷達、雙模式昆蟲雷達、移動昆蟲雷達等多項技(jì)術創新，所研制的(de)高(gāo)分辨率垂直昆蟲雷達出口以色列和(hé)英國(guó)；目前由該團隊牽頭，初步建成了國(guó)際上(shàng)首個(gè)垂直昆蟲雷達網，入網雷達11部。
    胡高(gāo)教授團隊長(cháng)期從(cóng)事(shì)遷飛(fēi)昆蟲學和(hé)害蟲災變預警的(de)研究工(gōng)作(zuò)。該團隊研發了垂直昆蟲雷達高(gāo)通(tōng)量數據分析軟件(jiàn)，優化(huà)了空中蟲群數量、生(shēng)物(wù)量測算(suàn)以及遷飛(fēi)行為(wèi)分析的(de)算(suàn)法，實現(xiàn)了垂直雷達海(hǎi)量監測數據高(gāo)效、标準化(huà)的(de)分析。國(guó)際上(shàng)首次測算(suàn)了空中蟲群的(de)數量和(hé)生(shēng)物(wù)量，揭示了昆蟲遷飛(fēi)具有(yǒu)重要的(de)生(shēng)态功能，相(xiàng)關的(de)研究成果先後發表在Science（2016）、Current Biology（2019）、PNAS（2024）等重要國(guó)際期刊上(shàng)。
    該研究揭示了我國(guó)遷飛(fēi)昆蟲的(de)空中規律和(hé)遷飛(fēi)行為(wèi)模式，證實了我國(guó)垂直昆蟲雷達技(jì)術的(de)可靠性以及應用價值，将進一步推動我國(guó)昆蟲雷達監測網的(de)建設，促進我國(guó)遷飛(fēi)害蟲監測預警技(jì)術的(de)升級換代。
    該研究我院植保所黃(huáng)建榮副研究員(yuán)為(wèi)該論文(wén)第一作(zuò)者，我院植保所封洪強研究員(yuán)、南京農(nóng)業(yè)大學胡高(gāo)教授、客座教授Jason Chapman為(wèi)論文(wén)通(tōng)訊作(zuò)者。

    原文(wén)鏈接：
    Huang JR, Feng HQ*, Drake VA, Reynolds DR, Gao BY, Chen FJ, Zhang GY, Zhu JS, Gao YB, Zhai BP, Li GP, Tian CH, Huang B, Hu G*, Chapman JW*. 2024. Massive seasonal high-altitude migrations of nocturnal insects above the agricultural plains of East China. PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.2317646121